KR100625883B1 - 건식 인쇄회로기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 건식 인쇄회로기판 제조 방법은 가공을 통해 관통 홀이 형성된 원판의 상면에 마스킹을 이용하여 회로 패턴을 형성하는 회로패턴 형성 단계와; 마스킹에 의해 회로패턴이 형성된 원판의 상면에 금속 물질을 코팅하는 코팅 단계와; 원판의 상면에 적층된 마스크를 제거하는 마스킹 제거 단계와; 마스크가 제거된 기판의 표면에 잉크를 이용하여 마킹하는 마킹 단계와; 마킹된 기판의 외형을 가공하는 외형 가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

인쇄회로기판, 코팅, 건식

Description

건식 인쇄회로기판의 제조 방법{Method for manufacturing dry printed circuit board}

도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 과정을 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 절연판

20 : 마스킹

30 : 금속층

40 : 동박층

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기에 사용되는 인쇄회로기판은 기기의 특성에 맞는 패턴을 자유롭게 구성할 수 있도록 기판 표면 전체에 동박을 피복하여 대량으로 제공하여 왔다. 이와 같이 전자기기에 사용되는 인쇄회로기판(PCB :Printed circuit board, 이하 "PCB"라 한다)은 에폭시계의 절연 기판 상에 동판을 입혀 회로를 형성시킨 것으로, 현재 다양한 전자제품에 이용되고 있다.

최근에는 단면, 양면뿐만 아니라 다층 구조로 제조되어 노트북, 이동통신 단말기 등의 다양한 제품에 적용되고 있다.

일반적으로 알려진 종래 기술에 의한 PCB의 제조 방법은 절연 층인 에폭시 수지의 양면에 동박층이 합지(라미네이팅)되어 있고 이 합지된 동박 기판을 제단하고 제단된 기판을 CNC 드릴이나 레이저 드릴을 사용하여 관통 홀(Through Hole) 또는 비아 홀을 형성한다. 그리고 크롬산이나 황산, 염산 등의 강산을 사용하여 무전해 도금 처리한다. 이와 같이 도금 처리된 기판 표면에 회로 패턴과 관통 홀을 제외한 나머지 부분에 마스킹 한 후, 황산동이나 황산 등을 이용하여 전해 동도금 과정을 거쳐 관통 홀 및 동박층에 원하는 두께(12~50㎛)의 동을 도금하여 동박을 형성한다. 그리고 감광성 필름 마스킹을 박리하고 염화제이철을 이용하여 회로 및 필요한 부분 이외의 동박을 에칭한다. 그리고 중간 검사, 외형 가공, 최종 검사를 거쳐 PCB를 완성한다.

그러나 상기한 종래 방식의 PCB 제조 방법에 있어서 무전해 동도금 및 전기 동도금 과정과 에칭하는 공정은 전술한 바와 같이 유독한 화학 약품을 이용한 습식 공정이므로, 이 과정에서 발생되는 공정 폐수로 인한 환경오염의 문제가 심각할 뿐만 아니라 이를 처리하는 비용이 많이 소요되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 인쇄회로기판의 제조 공정에서 사용되는 공정 폐수로 인한 환경오염의 문제를 최소화하고 폐수 처리비용을 절감할 수 있으며 공정수를 줄이는 건식 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.

나아가 인쇄회로기판에 형성되는 동박의 높이를 용이하게 성층시킬 수 있는 인쇄회로기판의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판 제조 방법은 가공을 통해 관통 홀이 형성된 원판의 상면에 마스킹을 이용하여 회로 패턴을 형성하는 회로 패턴 형성 단계와, 마스킹에 의해 회로 패턴이 형성된 원판의 상면에 금속 물질을 진공 코팅하는 코팅 단계와, 원판의 상면에 적층된 마스크를 제거하는 마스킹 제거 단계와, 마스크가 제거된 기판의 표면에 잉크를 이용하여 마킹하는 마킹 단계와, 마킹된 기판의 외형을 가공하는 외형 가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 따라 본 발명에 따른 건식 인쇄회로기판의 제조 방법은 인쇄회로기판 상에 일정 형상의 회로 패턴을 형성하는 동박을 무전해 동도금 방식이 아닌 진공 코팅 방법을 통해 형성함으로써, 종래 인쇄회로기판의 제조 과정에서 사용되었던 각종 유독 화학 약품을 사용하지 않고서도 회로 패턴의 동박을 기판 상에 적층시킬 수 있다.

그러므로 이와 같이 건식 방식으로 인쇄회로기판이 제조됨으로써, 제조 공정 이 줄어들게 되므로 제조 비용을 절감할 수 있으며 인쇄회로기판의 제조 시 도금과 에칭 공정에서 사용되는 공정 폐수로 인한 환경오염의 문제를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 폐수 처리비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건식 인쇄회로기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다

도면에 도시된 바와 같이 먼저 회로 패턴을 형성한다(S10). 즉 에폭시 계열의 절연판(이하, 편의상 "원판"이라 한다)(10)에 CNC 드릴이나 레이저 드릴을 사용하여 관통 홀(Through Hole)(11)을 형성한다. 이와 같이 관통 홀(11)이 형성된 원판(10)의 상면에 회로 패턴을 형성하고자 하는 부위를 제외한 나머지 부위의 상면에 마스킹(20) 처리하여 일정 형상의 회로 패턴을 형성한다.

이 때 사용되는 마스킹(20)은 원판(10)의 표면에 드라이 필름이나 포토레지스트 필름을 이용한 현상 기법을 통해 제작할 수도 있다. 이 경우 원판(10)의 표면에 드라이 필름을 라미네이팅 한 다음, 노광 및 현상으로 회로 패턴을 형성하고자 하는 부위를 제거하여 해당 부위의 원판이 외부로 노출되는 마스킹을 제작하게 된다. 또한 다른 실시예에 있어서 마스킹(20)은 실크 인쇄 기법을 통해서 제작할 수도 있다.

상기와 같이 마스킹(20)에 의해 일정 회로 패턴이 형성된 원판(10)에 본 발명의 특징인 진공 코팅을 실시하여 원판의 상면에 금속 물질으로 이루어진 금속 층(30)을 코팅한다(S20). 이와 같이 금속 층(30)을 형성하는 금속 물질은 도전성을 가지는 금속으로, 예를 들면 구리 혹은 크롬이나 니켈이 포함된 금속 또는 그 합금을 포함한다.

그리고 본 발명의 실시예에 있어서 원판의 상면에 금속 물질을 입히는 코팅은 스퍼터링 방식에 의해 코팅된다. 즉 본 발명에서 사용되는 스퍼터링 방식은 플라즈마의 음극에 금속 물질 타겟을 위치시키고 타겟에 충돌하는 플라즈마의 양이온에 의하여 방출되는 금속 물질의 입자를 증착시킨다. 이러한 스퍼터링 방식은 높은 기체 압력에서 처리되므로 증착 물질의 방향성이 적어 증착 두께를 균일하게 할 수 있을 뿐만 아니라 원판에 형성된 관통 홀의 내부도 코팅하는 것이 가능하다.

따라서 코팅 단계를 통해 원판의 상면 전체에 금속 층이 코팅된다. 즉 마스킹의 상면뿐만 아니라 마스킹에 의해 외부로 노출된 원판의 상면에 소정의 두께로 금속 층(30)이 성층된다.

이와 같이 원판(10)의 상면 전체에 금속 층(30)이 형성된 다음에 라미네이팅 된 마스킹(20)을 약 알칼리 용액을 이용하여 제거한다(S30).

즉 라미네이팅된 마스킹(20)의 높이와 회로가 형성된 금속 층(30) 간에 단차가 발생하게 됨으로써, 회로 패턴의 금속 층보다 상대적으로 높게 돌출되어 있는 마스킹이 약 알칼리 용액에 의해 제거된다.

따라서 마스킹이 제거된 원판(10)은 기판의 상면에 형성된 금속 층에 의해 일정 형상의 회로 패턴을 가지게 되는 것이다.

상기와 같이 일정 형상의 금속 층(30)이 형성된 원판(10)의 상면에 잉크를 이용하여 부품 인식 식자나 표기를 하는 마킹 과정을 거친다(S50).

그 다음 정해진 원판(10)을 NC가공이나 프레스 가공을 통해 외형의 규격 및 모양을 정확하게 가공한 다음 최종 검사를 거쳐 출하한다(S60).

전술한 마킹 과정 및 외형 가공, 최종 검사 등은 일반적으로 제조되는 인쇄회로기판의 제조 방법과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서 상기와 같은 건식 방법에 의해 인쇄회로기판이 제조됨으로써, 종래 인쇄회로기판의 제조 과정에서 사용되었던 각종 유독 화학 약품을 사용하지 않고서도 회로 패턴의 동박을 기판 상에 적층시킬 수 있으므로 인쇄회로기판의 제조 공정에서 사용되는 공정 폐수로 인한 환경오염의 문제를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 폐수 처리비용을 절감할 수 있다.

또한 제조 공정이 종래의 습식 방식에 비하여 간단하므로 인쇄회로기판의 제조 시간을 단축할 수 있다.

한편 본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 건식 인쇄회로기판의 제조 방법은 마스킹 제거 단계(S30) 후, 마킹 단계(S50) 전에 원판(10)의 상면에 일정 두께의 동박층(40)을 성층시키는 도금 단계(S40)를 더 포함할 수도 있다.

즉 본 발명의 실시예에 있어서 도금 단계(S40)는 전주 도금 공법으로 동도금하는 것으로, 이를 통해 구리 입자가 코팅된 원판(10)의 상면에 소정의 두께를 가 지는 동박층(40)을 형성할 수 있게 된다. 다시 말해 원판의 상면이 구리 입자로 코팅되어 있음에 따라, 원판을 구리 도금 용액에 넣은 다음 원판에 전기를 인가하게 되면, 동박층이 형성된 선을 따라 전기가 흐르게 되어 동도금되는 것이다.

따라서 본 발명에 따른 건식 인쇄회로기판의 제조 방법은 동도금 단계를 통해 금속 층이 코팅된 원판의 상면에 소정의 두께를 가지는 동박층을 용이하게 형성할 수 있으므로 보다 편리하게 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 것이다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 건식 인쇄회로기판의 제조 방법은 종래 인쇄회로기판의 제조 과정에서 사용되었던 각종 유독 화학 약품을 사용하지 않고서도 회로 패턴의 금속 층을 기판 상에 적층시킬 수 있으므로, 인쇄회로기판의 제조 공정에서 사용되는 공정 폐수로 인한 환경오염의 문제를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 폐수 처리비용을 절감할 수 있다.

또한 제조 공정이 종래의 습식 방식에 비하여 간단하므로 인쇄회로기판의 제조 시간을 단축할 수 있다.

특히 동도금 단계를 통해 회로 패턴을 형성하는 금속 층의 상면에 소정의 두께를 가지는 동박층을 용이하게 성층할 수 있으므로 보다 편리하게 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (4)

1. 가공을 통해 관통 홀이 형성된 원판의 상면에 마스킹을 이용하여 회로 패턴을 형성하는 회로패턴 형성 단계와;

   마스킹에 의해 회로패턴이 형성된 원판의 상면에 금속 물질을 코팅하는 코팅 단계와;

   원판의 상면에 적층된 마스크를 제거하는 마스킹 제거 단계와;

   마스크가 제거된 기판의 표면에 잉크를 이용하여 마킹하는 마킹 단계와;

   마킹된 기판의 외형을 가공하는 외형 가공 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 인쇄회로기판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅 단계는 스퍼터링 방식에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 건식 인쇄회로기판의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속 물질은 :

   구리나, 크롬 또는 니켈이 포함된 금속 또는 그 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 건식 인쇄회로기판의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제조 방법이 :

   상기 마스킹 제거 단계 후, 전주 도금 공법을 이용하여 원판의 상면에 코팅된 동박의 두께를 소정의 높이로 성층시키는 도금 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 인쇄회로기판의 제조 방법.

Images